DE102011088710B4 - MAGNETORISTIVE ANGLE SENSORS - Google Patents

Abstract

Magnetoresistiver Winkelsensor, der folgende Merkmale aufweist:
eine erste Mehrzahl von Leitern (102a - 102n, 202b), die parallel zueinander in einer ersten Ebene angeordnet sind, um ein erstes Array zu bilden;
eine zweite Mehrzahl von Leitern (104a - 104n, 202a), die parallel zueinander in einer zweiten Ebene angeordnet sind, um ein zweites Array zu bilden, wobei die zweite Ebene unterschiedlich zu und beabstandet von der ersten Ebene ist und die zweite Mehrzahl von Leitern (104a - 104n, 202a) orthogonal im Hinblick auf die erste Mehrzahl von Leitern (102a - 102n, 202b) angeordnet ist;
zumindest ein magnetoresistives Element (206) zum Messen eines Winkels eines angelegten Magnetfelds, wobei das magnetoresistives Element (206) in der Nähe der ersten Ebene und der zweiten Ebene angeordnet ist; und
eine Sensorschaltungsanordnung (200), die konfiguriert ist, um einen ersten Winkel des angelegten Magnetfeldes zu messen, ohne Strom in der ersten und zweiten Mehrzahl aus Leitern (102a- 102n, 104a - 104n, 202b, 202a), und einen zweiten Winkel zu messen, mit einem Strom, der an die erste und zweite Mehrzahl aus Leitern (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) angelegt ist.

Magnetoresistive angle sensor, comprising:
a first plurality of conductors (102a-102n, 202b) disposed parallel to one another in a first plane to form a first array;
a second plurality of conductors (104a-104n, 202a) disposed parallel to each other in a second plane to form a second array, the second plane being different from and spaced from the first plane and the second plurality of conductors (104). 104a-104n, 202a) being orthogonal with respect to the first plurality of conductors (102a-102n, 202b);
at least one magnetoresistive element (206) for measuring an angle of an applied magnetic field, the magnetoresistive element (206) being disposed proximate the first plane and the second plane; and
sensor circuitry (200) configured to measure a first angle of the applied magnetic field without measuring current in the first and second plurality of conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a) and a second angle with a current applied to the first and second plurality of conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a).

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf integrierte Schaltungen und insbesondere auf magnetoresistive Winkelsensoren integrierter Schaltungen.The invention relates generally to integrated circuits, and more particularly to magnetoresistive angle integrated circuit sensors.

Magnetoresistive (MR-) Winkelsensoren sind üblicherweise dünne, flache Strukturen, die auf einer Hauptoberfläche eines Substrats gebildet sind, wie z. B. einem Halbleiterchip. Die Projektion eines Magnetfelds auf diese Hauptoberfläche wird als das planare Magnetfeld bezeichnet. MR-Sensoren messen direkt den Winkel zwischen dem planaren Magnetfeld und einer Referenzrichtung in der Hauptoberfläche. MR-Sensoren messen jedoch üblicherweise nicht die Größe des Magnetfelds. Bei vielen Anwendungen ist dies ein Nachteil. Zum Beispiel weisen MR-Winkelsensoren üblicherweise einen kleinen Dauermagneten auf, der an den Schaft angebracht ist und dessen Position gemessen werden soll. Dieser Magnet kann jedoch abgelöst werden, abplatzten oder abbrechen oder kann ein loses Metallstück anziehen, das einen Teil des Magnetfelds kurzschließt. Diese und andere Situationen können Winkelmessfehler schaffen, die häufig nicht erfasst werden können. Es ist ferner vorteilhaft, die Stärke des Magneten über der Zeit zu überwachen, um Drift oder Korrosion über die Lebensdauer zu erfassen oder zu erfassen, ob starke Magnetfelder von nahe liegenden Maschinen und Systemen auf den Sensor wirken.Magnetoresistive (MR) angle sensors are typically thin, flat structures formed on a major surface of a substrate, such as a substrate. B. a semiconductor chip. The projection of a magnetic field on this major surface is referred to as the planar magnetic field. MR sensors directly measure the angle between the planar magnetic field and a reference direction in the main surface. However, MR sensors usually do not measure the size of the magnetic field. In many applications this is a disadvantage. For example, MR angle sensors typically have a small permanent magnet attached to the shaft and whose position is to be measured. However, this magnet may become detached, flake or break off, or may attract a loose piece of metal that shorts a portion of the magnetic field. These and other situations can create angle measurement errors that often can not be detected. It is also advantageous to monitor the strength of the magnet over time to detect drift or corrosion over the lifetime or to detect if strong magnetic fields from nearby machines and systems are acting on the sensor.

Ein bestimmter Typ eines MR-Sensors ist ein anisotroper MR-Sensor oder AMR-Sensor. AMR-Sensoren sind häufig kostengünstiger, genauer und robuster als andere Sensoren. AMR-Sensoren können ferner den Magnetfeldwinkel messen, aber nur zwischen 0 Grad und 180 Grad. Für einige Anwendungen, wie z. B. eine Steuerwinkelpositionserfassung, ist es erwünscht, eine ganze Auflösung von 0 Grad bis 360 Grad zu messen.One particular type of MR sensor is an anisotropic MR sensor or AMR sensor. AMR sensors are often less expensive, more accurate and more robust than other sensors. AMR sensors can also measure the magnetic field angle, but only between 0 degrees and 180 degrees. For some applications, such as For example, a control angle position detection, it is desirable to measure a whole resolution of 0 degrees to 360 degrees.

MR-Sensoren unterliegen ferner einer Hysterese zumindest teilweise aufgrund von Unreinheiten in den MR-Schichten, was bedeutet, dass das Ausgangssignal dem wahren Winkel des angelegten Magnetfelds um ungefähr 0,1 Grad bis ungefähr 1 Grad nacheilt. Dies ist ein weiterer Nachteil, der herkömmlichen MR-Sensoren zugeordnet ist.MR sensors are also subject to hysteresis, at least in part, due to impurities in the MR layers, which means that the output signal lags the true angle of the applied magnetic field by about 0.1 degrees to about 1 degree. This is another disadvantage associated with conventional MR sensors.

Die US 2006 / 0 038 558 A1 beschreibt eine Inspektionsvorrichtung für die Detektion von Fehlern in einem Bauteil. Die Inspektionsvorrichtung umfasst eine erste lineare Anordnung von Leitern und eine zweite lineare Anordnung von Leitern, die senkrecht zu der ersten linearen Anordnung von Leitern ist. Elektrische Ströme durch die erste und zweite Anordnung bewirken ein Magnetfeld in der Komponente, das unidirektionale Wirbelströme in dem Bauteil induziert. Wenn die unidirektionalen Wirbelströme auf einen Fehler in der Komponente treffen, werden Magnetfeldsignale in der Z-Richtung generiert. Die Inspektionsvorrichtung umfasst einen Magnetfeldsensor zur Detektion der Magnetfeldsignale in der Z-Richtung, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, einen Fehler in der Komponente anzeigt.The US 2006/0 038 558 A1 describes an inspection device for the detection of defects in a component. The inspection device includes a first linear array of conductors and a second linear array of conductors that is perpendicular to the first linear array of conductors. Electric currents through the first and second assemblies cause a magnetic field in the component that induces unidirectional eddy currents in the component. When the unidirectional eddy currents encounter an error in the component, magnetic field signals are generated in the Z direction. The inspection device includes a magnetic field sensor for detecting the magnetic field signals in the Z direction to produce an output signal indicative of an error in the component.

Weitere Magnetfeldsensoren sind in der US 6 700 371 B2 und in der US 5 952 825 A beschrieben.Other magnetic field sensors are in the US 6,700,371 B2 and in the US 5,952,825 A described.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen magnetoresistiven Winkelsensor und ein Verfahren zu schaffen, die eine zuverlässige und kostengünstige Messung eines Magnetfeldwinkels eines angelegten Magnetfeldes ermöglichen.It is the object of the present invention to provide a magnetoresistive angle sensor and a method which enable a reliable and inexpensive measurement of a magnetic field angle of an applied magnetic field.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.The object is solved by the features of the independent claims. Further developments can be found in the dependent claims.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

• 1A ein Leitergitter gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 1B ein Leitergitter gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 1C die Leitergitter gemäß 1A und 1B zusammen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 2A eine Querschnittsansicht eines Sensorsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 2B eine Draufsicht des Sensorsystems aus 2A;
• 3 eine Leiterkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 4 eine Magnetfeldrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3;
• 5 ein Diagramm aus Magnetfeldern und Winkeln gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 6 ein Diagramm aus Magnetfeldern und Winkeln gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 7 ein Diagramm aus Magnetfeldern und Winkeln gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 9 ein Diagramm eines Entmagnetisierungsmusters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 10 ein Diagramm von angelegten Strömen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 11 eine Leiterkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 12 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel;
• 13A eine Leiterkonfiguration gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
• 13B die Leiterkonfiguration gemäß 13A.

Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:

• 1A a lead grid according to an embodiment;
• 1B a lead grid according to an embodiment;
• 1C the ladder grid according to 1A and 1B together according to an embodiment;
• 2A a cross-sectional view of a sensor system according to an embodiment;
• 2 B a plan view of the sensor system 2A ;
• 3 a conductor configuration according to an embodiment;
• 4 a magnetic field direction according to the embodiment of 3 ;
• 5 a diagram of magnetic fields and angles according to an embodiment;
• 6 a diagram of magnetic fields and angles according to an embodiment;
• 7 a diagram of magnetic fields and angles according to an embodiment;
• 8th a flowchart of a method according to an embodiment;
• 9 a diagram of a demagnetization pattern according to an embodiment;
• 10 a diagram of applied currents according to an embodiment;
• 11 a conductor configuration according to an embodiment;
• 12 a flowchart of a method according to an embodiment;
• 13A a conductor configuration according to an embodiment; and
• 13B the conductor configuration according to 13A ,

Während die Erfindung an verschiedene Modifikationen und alternative Formen angepasst werden kann, sind spezifische Details derselben beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt und werden detailliert beschrieben. Es sollte jedoch darauf hingewiesen werden, dass es nicht die Absicht ist, die Erfindung auf die bestimmten, beschriebenen Ausführungsbeispiele einzuschränken. Im Gegenteil, die Erfindung soll alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in das Wesen und den Schutzbereich der Erfindung fallen, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert ist.While the invention may be adapted to various modifications and alternative forms, specific details thereof are shown by way of example in the drawings and will be described in detail. It should be understood, however, that it is not intended to limit the invention to the particular embodiments described. On the contrary, the invention is intended to cover all modifications, equivalents and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf magnetoresistive (MR-) Sensoren zum Messen der Stärke bzw. Größe eines Magnetfelds, während auch ein Winkel des Magnetfelds für volle 360 Grad gemessen wird und die magnetische Hysterese reduziert wird. Bei einem Ausführungsbeispiel können diese und andere Vorteile geschaffen werden durch Anordnen eines orthogonalen Stromgitters in der Nähe eines MR-Widerstands. Die MR-Sensoren können AMR-, Giant-MR- (GMR-) und/oder Tunnelungs-MR- (TMR-) Techniken bei Ausführungsbeispielen aufweisen, was hier allgemein als XMR bezeichnet wird.Embodiments relate to magnetoresistive (MR) sensors for measuring the magnitude of a magnetic field while also measuring an angle of the magnetic field for a full 360 degrees and reducing magnetic hysteresis. In one embodiment, these and other advantages can be provided by placing an orthogonal power grid near an MR resistor. The MR sensors may include AMR, giant MR (GMR), and / or tunneling MR (TMR) techniques in embodiments, which is referred to herein generally as XMR.

Bezug nehmend auf 1 zeigt 1A ein erstes Stromleitergitter 102. Ein Strom Iy kann in der angezeigten Richtung fließen, was zu einer Flussdichte Bx führt. 1B zeigt ein zweites Stromleitergitter 104. Jedes Array oder Gitter 102 und 104 weist eine Mehrzahl von Leitern 102a - 102n und 104a - 104n auf. Stromgitter 102 und 104 sind in unterschiedlichen Ebenen bei einem Ausführungsbeispiel angeordnet. Ein Strom Ix und eine Flussdichte -By sind ebenfalls gezeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Leiter 102a - 102n und 104a - 104n ungefähr 1 µm breite Drähte und ungefähr 0,6 µm beabstandet. Die bestimmten Ausrichtungen der Gitter 102 und 104 und die Ströme und Flussdichten sind nicht einschränkend, sondern eher anzeigend für ein Ausführungsbeispiel. Zusätzlich dazu können Gitter 102 und 104 mehr oder weniger Leiter aufweisen und/oder Leiter mit anderen relativen Größen und/oder Konfigurationen bei anderen Ausführungsbeispielen. Bei Ausführungsbeispielen weisen die Gitter 102 und 104 eine normale Aluminiumverdrahtung aus standardmäßigen CMOS- oder BIPOLAR-Halbleitertechniken auf, aber wenn die Aluminiumdrähte nicht in der Lage sind, die hohen Stromdichten zu führen, wie z. B. aufgrund von Elektromigrationseinschränkungen, können Kupferdrähte verwendet werden, die die Gefahr einer Elektromigration und auch die Selbsterwärmung der Schaltung reduzieren können.Referring to 1 shows 1A a first conductor grid 102 , A current Iy can flow in the indicated direction, resulting in a flux density Bx. 1B shows a second conductor grid 104 , Every array or grid 102 and 104 has a plurality of ladders 102 - 102n and 104a - 104n on. power grid 102 and 104 are arranged in different levels in one embodiment. A current Ix and a flux density -By are also shown. In one embodiment, the conductors 102 - 102n and 104a - 104n about 1 micron wide wires and about 0.6 microns apart. The specific orientations of the grids 102 and 104 and the currents and flux densities are not limiting, but rather indicative of one embodiment. In addition to this, grids can 102 and 104 have more or fewer conductors and / or conductors with other relative sizes and / or configurations in other embodiments. In embodiments, the grids 102 and 104 a normal aluminum wiring of standard CMOS or BIPOLAR semiconductor techniques, but if the aluminum wires are not able to carry the high current densities, such. Due to electromigration constraints, copper wires can be used which can reduce the risk of electromigration and self-heating of the circuit.

1C zeigt ein Gitter 104, das auf das Gitter 102 überlagert ist. Diese Anordnung führt zu einer Flussdichte Bw in der Richtung φ, wenn Ströme Ix und Iy fließen. Die Richtung und Größe von Bw wird bestimmt durch die Layouts der Gitter 102 und 104, die relative Platzierung derselben und die Werte der Ströme Ix und Iy. Daher weist ein Sensorsystem Gitter 102 und 104 und zumindest einen XMR-Widerstand auf, der in der Nähe derselben angeordnet ist. 1C shows a grid 104 that on the grid 102 is superimposed. This arrangement results in a flux density Bw in the direction φ when currents ix and iy flow. The direction and size of Bw is determined by the layouts of the grids 102 and 104 , the relative placement of the same and the values of the currents ix and iy , Therefore, a sensor system has gratings 102 and 104 and at least one XMR resistor disposed in the vicinity thereof.

Um den Chipbereich und Stromanforderungen zu reduzieren, sind die individuellen Leiter von jedem der Gitter 102 und 104 bei Ausführungsbeispielen seriell verbunden. Ferner, während die Gitter 102 und 104 unterschiedliche aber parallele Ebenen bei Ausführungsbeispielen belegen, kann die relative Anordnung der Ebenen sowie der XMR-Widerstände variieren. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die MR-Widerstände zwischen den Ebenen von Gitter 102 und 104 angeordnet, wobei die Leiter 102a - n und 104a - n jedes Gitters in Reihe und auf abwechselnde Weise verbunden sind.To reduce the chip area and power requirements, the individual conductors of each are the grids 102 and 104 connected serially in embodiments. Further, while the grids 102 and 104 occupy different but parallel planes in embodiments, the relative arrangement of the levels and the XMR resistors may vary. In one embodiment, the MR resistances are between the levels of grating 102 and 104 arranged, the ladder 102a - n and 104a - n each grid connected in series and in an alternating manner.

Bei anderen Ausführungsbeispielen weisen ein oder beide Gitter 102 und 104 jeweils eine Mehrzahl von Ebenen auf. Zum Beispiel kann das Gitter 102 in zwei Ebenen geteilt sein und das Gitter 104 kann ebenfalls in zwei Ebenen geteilt sein. Ein solches Ausführungsbeispiel weist daher vier Leiterebenen auf, zwei für jedes der Gitter 102 und 104.In other embodiments, one or both grids 102 and 104 each have a plurality of levels. For example, the grid 102 be divided into two levels and the grid 104 can also be split in two levels. Such an embodiment therefore has four conductor planes, two for each of the grids 102 and 104 ,

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Sensorsystems 200. Bei System 200 ist ein erster Leiter 202b in einer ersten Ebene angeordnet und ein zweiter und dritter Leiter 202a und 202c sind in einer zweiten Ebene angeordnet, wobei ein MR-Streifen 206 zwischen denselben angeordnet ist. Durchgangslöcher 208 koppeln die obere und untere Leiterebene. 2A umfasst ferner eine Isolationsschicht 210. Das Sensorsystem 200 kann eine Mehrzahl von Isolationsschichten bei Ausführungsbeispielen aufweisen. 2 shows an embodiment of a sensor system 200 , At system 200 is a first leader 202b arranged in a first level and a second and third ladder 202a and 202c are arranged in a second plane, with an MR strip 206 is arranged between them. Through holes 208 couple the upper and lower conductor level. 2A further comprises an insulation layer 210 , The sensor system 200 may comprise a plurality of insulating layers in embodiments.

Gitter 102 und 104 decken den gesamten XMR-Widerstand bei einem Ausführungsbeispiel ab. Bei Ausführungsbeispielen, die eine Mehrzahl von XMR-Widerständen aufweisen, sind alle innerhalb des Umfangs angeordnet, der durch die Gitter 102 und 104 gebildet ist. Andere Ausführungsbeispiele des Systems 200 können einen oder mehrere XMR-Widerstände 206 aufweisen. Ferner können die XMR-Widerstände 106 AMR-, Giantmagnetoresistiv (GMR-) oder eine andere geeignete MR-Technik aufweisen.grid 102 and 104 cover the entire XMR resistor in one embodiment. In embodiments having a plurality of XMR resistors, all are disposed within the perimeter through the grids 102 and 104 is formed. Other embodiments of the system 200 can have one or more XMR resistors 206 respectively. Furthermore, the XMR resistors 106 AMR, giant magnetoresistive (GMR) or other suitable MR technology.

Um die Anzahl der Leiterebenen zu reduzieren, verwendet ein anderes Ausführungsbeispiel den Bereich über und unter dem MR-Streifen 206 durch Kippen der Leiter 202, wie in 3 gezeigt ist. In 3 weist der Leiter 202 vier Leiterabschnitte 202a - d auf, wobei der XMR-Widerstand 206 zwischen den Ebenen des Leiters 202 angeordnet ist, obwohl mehr oder weniger Leiterabschnitte und/oder XMR-Streifen bei anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden können. Durchgangslöcher 208 verbinden Leiterabschnitte 202a - d, die in unterschiedlichen Leiterebenen angeordnet sind.In order to reduce the number of conductor planes, another embodiment uses the area above and below the MR strip 206 by tilting the ladder 202 , as in 3 is shown. In 3 instructs the leader 202 four conductor sections 202a - d on, with the XMR resistor 206 between the levels of the leader 202 although more or fewer conductor sections and / or XMR strips may be used in other embodiments. Through holes 208 connect conductor sections 202a - d, which are arranged in different conductor levels.

Bei einem solchen Ausführungsbeispiel sind die Beiträge der Leiter 202a und 202c in der ersten Ebene und der Leiter 202b und 202d in der zweiten Ebene zu dem Bw-Feld nicht exakt parallel, wie in 4 dargestellt ist, was zu kleinen, nicht parallelen Komponenten führt. Wenn die Summe der Beiträge von dem oberen und unteren Leiter gleich ist, heben die Komponenten einander effektiv auf.In such an embodiment, the contributions are the leaders 202a and 202c in the first level and the ladder 202b and 202d in the second level to the bw field not exactly parallel, as in 4 is shown, resulting in small, non-parallel components. When the sum of the contributions from the upper and lower conductors is equal, the components effectively cancel each other out.

System 200 kann die gemessenen Winkel mit und ohne Ströme Ix und Iy vergleichen, um zusätzliche Informationen über die Größe und den Halbraum, z. B. 0 - 180 Grad oder 180 - 360 Grad des angelegten Magnetfelds zu erhalten. Zusätzlich dazu können Strom Ix und Iy ein magnetisches Zitterfeld ausreichender Stärke überlagern, so dass die magnetische Historie des Systems 200 reduziert oder eliminiert wird, wodurch die magnetische Hysterese reduziert wird. Wiederum Bezug nehmend auf 1 wird bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem Leiter 102a - 102n und 104a - 104n ungefähr 1 µm und ungefähr 0,6 µm beabstandet sind und Ströme Ix und Iy ungefähr 1 mA sind, ein durchschnittliches Bx-Feld von ungefähr +/- 0,4 mT erzeugt an dem XMR 206 mit einem durchschnittlichen planaren Feld (Feld in der Ebene) von ungefähr 0,566 mT in jeder Richtung, das einen vollen 0 - 360-Grad-Bereich abdeckt, wie nachfolgend detaillierter erörtert wird.system 200 can measure the measured angles with and without currents ix and iy For additional information about the size and the half space, z. 0 - 180 degrees or 180 - 360 degrees of the applied magnetic field. In addition to electricity ix and iy superimpose a magnetic dither field of sufficient strength, so that the magnetic history of the system 200 is reduced or eliminated, whereby the magnetic hysteresis is reduced. Referring again to 1 is in the embodiment, the conductor 102 - 102n and 104a - 104n about 1 micron and about 0.6 microns apart and currents ix and iy are about 1 mA, an average Bx field of about +/- 0.4 mT generated at the XMR 206 with an average planar field (in-plane field) of approximately 0.566 mT in each direction, covering a full 0-380 degree range, as discussed in greater detail below.

Bezug nehmend ferner auf 5 wird in Verwendung das Sensorsystem 200 mit Leistung versorgt und beginnt, Winkel φ₁ des angelegten Magnetfelds Ba zu messen, ohne Strom durch Gitter 102 und 104 zu leiten. Dann wird Strom an die Gitter 102 und 104 angelegt, was zu einem überlagerten, planaren Magnetfeld Bw führt, das senkrecht zu Ba ist und üblicherweise auch eine Größenordnung kleiner ist als Ba. Dann wird ein zweiter Winkel φ₂ gemessen, der unterschiedlich zu φ₁ ist, aufgrund der Addition von Bw: $$\text{tan}\left(\mathrm{\phi }2-\mathrm{\phi }1\right)=\frac{Bw}{Ba}$$

Referring to FIG 5 will be in use the sensor system 200 powered and starts, angles φ ₁ of the applied magnetic field Ba, without current through grids 102 and 104 to lead. Then electricity is sent to the grid 102 and 104 applied, resulting in a superimposed, planar magnetic field Bw perpendicular to Ba is and is usually an order of magnitude smaller than Ba , Then a second angle φ ₂ measured differently φ ₁ is due to the addition of Bw: $$\text{tan}\left(\mathrm{\phi }2-\mathrm{\phi }1\right)=\frac{Bw}{Ba}$$

Da Bw bekannt ist, kann Ba geschätzt werden: $$Ba=\frac{Bw}{tan\left(\mathrm{\phi }2-\mathrm{\phi }1\right)}=\frac{\sqrt{{\left(Cx\ast Ix\right)}^2+{\left(Cy\ast Ix\right)}^2}}{tan\left(\mathrm{\phi }2-\mathrm{\phi }1\right)}$$

Since Bw is known, Ba can be estimated: $$Ba=\frac{Bw}{tan\left(\mathrm{\phi }2-\mathrm{\phi }1\right)}=\frac{\sqrt{{\left(Cx*Ix\right)}^2+{\left(Cy*Ix\right)}^2}}{tan\left(\mathrm{\phi }2-\mathrm{\phi }1\right)}$$

Cx und Cy sind Konstanten von ungefähr 0,4 µT/ µA, obwohl sie nicht identisch sind, da ein Gitter 104 näher an dem XMR-Widerstand 106 ist als das andere Gitter 102. Somit kann die Größe des Magnetfelds Ba bestimmt werden. cx and Cy are constants of approximately 0.4 μT / μA, although they are not identical, as a lattice 104 closer to the XMR resistor 106 is as the other grid 102 , Thus, the size of the magnetic field Ba can be determined.

Diese Methode funktioniert am Besten, wenn Ba und Bw nicht wesentlich unterschiedlich sind. Wenn z. B. Ba ungefähr 50 mT ist und Ba ungefähr 5 mT ist, ist φ₂ - φ₁ ungefähr 6 Grad. Wenn die Genauigkeit der XMR-Winkelmessung ungefähr 0,6 Grad ist, kann das Sensorsystem Ba mit einer Genauigkeit von ungefähr 0,6/6 = 10 % schätzen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Genauigkeit einer XMR-Winkelmessung nur ungefähr 1,5 Grad in dem vollen Bereich von 0 - 360 Grad sein kann, es ist jedoch viel besser, in einem schmalen Bereich von φ₁ - φ₁ + 6 Grad. Wenn das angelegte Feld nur ungefähr 25 mT ist, erhöht sich die Genauigkeit bei der Schätzung von Ba um einen Faktor von 2 auf ungefähr 5 %. Wenn das angelegte Feld viermal größer ist (200 mT), ist die Genauigkeit viermal kleiner (40 %).This method works best when Ba and Bw are not significantly different. If z. B. Ba is about 50 mT and Ba is about 5 mT, φ ₂ -φ _{1 is} about 6 degrees. If the accuracy of the XMR angle measurement is about 0.6 degrees, the sensor system can estimate Ba with an accuracy of about 0.6 / 6 = 10%. It should be noted that the accuracy of a XMR angle measurement in the full range of 0 only about 1.5 degrees - may be 360 degrees, but it is much better in a narrow range of φ ₁ - φ ₁ + 6 degrees. If the applied field is only about 25 mT, the accuracy increases Estimate Ba by a factor of 2 to approximately 5%. If the applied field is four times larger (200 mT), the accuracy is four times smaller (40%).

Es ist daher möglich, den Strom durch die Gitter 102 und 104 entsprechend einzustellen, wenn der Leistungsverbrauch des Sensorsystems kein wesentliches Problem ist. Bei Ausführungsbeispielen ist es möglicherweise nicht notwendig, diese Art von Messung kontinuierlich auszuführen; es kann stattdessen ausreichend sein, dies z. B. nur nach dem Einschalten bzw. Versorgen mit Leistung oder einmal pro Sekunde für eine Periode von 1 ms auszuführen, so dass der Arbeitszyklus 0,1 % ist. Es bestehen auch andere Möglichkeiten.It is therefore possible to stream through the grid 102 and 104 adjust accordingly if the power consumption of the sensor system is not a significant problem. In embodiments, it may not be necessary to carry out this type of measurement continuously; it may instead be sufficient, this z. For example, only after power-up or once per second for a period of 1 ms such that the duty cycle is 0.1%. There are other possibilities.

Es ist möglich, das Vorzeichen von beiden Strömen Ix und Iy gleichzeitig bei einem Ausführungsbeispiel zu ändern und einen dritten Winkel φ₃ zu messen. Dann ist der Unterschied φ₃ - φ₂ zweimal so groß wie φ₂ - φ₁. Die angelegte planare Feldgröße ist dann: $$Ba=\frac{2\ast Bw}{tan\left({\mathrm{\phi }}_3-{\mathrm{\phi }}_2\right)}=2\ast \frac{\sqrt{{\left(Cx\ast Ix\right)}^2+{\left(Cy\ast Ix\right)}^2}}{tan\left({\mathrm{\phi }}_3-{\mathrm{\phi }}_2\right)}$$

und somit ist die Genauigkeit der Ba-Schätzung zweimal so groß. It is possible the sign of both currents ix and iy to change simultaneously in one embodiment and a third angle φ ₃ to eat. Then, the difference φ ₃ - φ _{2 is} twice as large as φ ₂ - φ ₁ . The applied planar field size is then: $$Ba=\frac{2*Bw}{tan\left({\mathrm{\phi }}_3-{\mathrm{\phi }}_2\right)}=2*\frac{\sqrt{{\left(Cx*Ix\right)}^2+{\left(Cy*Ix\right)}^2}}{tan\left({\mathrm{\phi }}_3-{\mathrm{\phi }}_2\right)}$$

and thus the accuracy of the Ba estimate is twice as great.

Es ist ein Vorteil von Ausführungsbeispielen dieses Verfahrens, dass es nur die planare Feldgröße misst und nicht die außerplanare Größe, die irrelevant für das Verhalten von XMR-Winkelsensoren ist. Daher wäre es möglich, ein starkes Magnetfeld senkrecht zu den XMR-Bauelementen zu haben, ohne die Winkelmessung zu beeinflussen.It is an advantage of embodiments of this method that it only measures the planar field size and not the off-plan size that is irrelevant to the behavior of XMR angle sensors. Therefore, it would be possible to have a strong magnetic field perpendicular to the XMR devices without affecting the angle measurement.

Es ist nicht notwendig, beide Ströme Ix und Iy gleichzeitig anzulegen. Alternativ können die Ströme bei Ausführungsbeispielen wie folgt hintereinander angelegt werden: $$\text{Nur positiven Ix anlegen}\to \text{Messe }{\mathrm{\phi }}_1:\text{tan}\left({\mathrm{\phi }}_1\right)=\frac{Ba\ast sin\left(\phi \right)}{Ba\ast cos\left(\phi \right)+Cx\ast Iy}$$

$$\text{Nur negativen Ix anlegen}\to \text{Messe }{\mathrm{\phi }}_2:\text{tan}\left({\mathrm{\phi }}_2\right)=\frac{Ba\ast sin\left(\phi \right)}{Ba\ast cos\left(\phi \right)-Cx\ast Iy}$$

$$\text{Nur positiven Iy anlegen}\to \text{Messe }{\mathrm{\phi }}_3:\text{tan}\left({\mathrm{\phi }}_3\right)=\frac{Ba\ast sin\left(\phi \right)÷Cy\ast Iy}{Ba\ast cos\left(\phi \right)}$$

$$\text{Nur negativen Iy anlegen}\to \text{Messe }{\mathrm{\phi }}_4:\text{tan}\left({\mathrm{\phi }}_4\right)=\frac{Ba\ast sin\left(\phi \right)-Cy\ast Ix}{Ba\ast cos\left(\phi \right)}$$

It is not necessary, both streams ix and iy create at the same time. Alternatively, in embodiments, the streams can be created one after the other as follows: $$\text{Only create positive Ix}\to \text{fair}{\mathrm{\phi }}_1:\text{tan}\left({\mathrm{\phi }}_1\right)=\frac{Ba*sin\left(\phi \right)}{Ba*cOs\left(\phi \right)+Cx*Iy}$$

$$\text{Only create negative Ix}\to \text{fair}{\mathrm{\phi }}_2:\text{tan}\left({\mathrm{\phi }}_2\right)=\frac{Ba*sin\left(\phi \right)}{Ba*cOs\left(\phi \right)-Cx*Iy}$$

$$\text{Only put on positive Iy}\to \text{fair}{\mathrm{\phi }}_3:\text{tan}\left({\mathrm{\phi }}_3\right)=\frac{Ba*sin\left(\phi \right)÷Cy*Iy}{Ba*cOs\left(\phi \right)}$$

$$\text{Only create negative Iy}\to \text{fair}{\mathrm{\phi }}_4:\text{tan}\left({\mathrm{\phi }}_4\right)=\frac{Ba*sin\left(\phi \right)-Cy*Ix}{Ba*cOs\left(\phi \right)}$$

Mit diesen vier Messungen ist es einfach, einen Schätzwert für Ba zu extrahieren: $$Ba=\sqrt{{\left(\frac{2\ast Cx\ast Iy}{ctg\left({\phi }_1\right)-ctg\left({\phi }_2\right)}\right)}^2+{\left(\frac{2\ast Cy\ast Ix}{ctg\left({\phi }_3\right)-ctg\left({\phi }_{\mathrm{4}}\right)}\right)}^2}$$

With these four measurements it is easy to extract an estimate for Ba: $$Ba=\sqrt{{\left(\frac{2*Cx*Iy}{ctG\left({\phi }_1\right)-ctG\left({\phi }_2\right)}\right)}^2+{\left(\frac{2*Cy*Ix}{ctG\left({\phi }_3\right)-ctG\left({\phi }_{\mathrm{4}}\right)}\right)}^2}$$

Es ist ferner möglich, nur ein Stromgitter zu verwenden. Zum Beispiel wird bei einem Ausführungsbeispiel nur Stromgitter 102 verwendet. Wenn es in Betrieb häufig genug passiert (z. B. bei Motorantrieben), dass das angelegte Feld Ba in eine positive oder negative y-Richtung zeigt, kann das Sensorsystem Iy anlegen, um ein Feld Bw zu erzeugen, das in eine positive oder negative x-Richtung zeigt. Daher ist Bw senkrecht zu Ba und das System kann die gemessenen Winkel mit und ohne Bw verwenden, um die Amplitude von Ba zu schätzen. In der Praxis zeigt das Feld Ba vielleicht nicht genau in die y-Richtung, da das Sensorsystem das Magnetfeld nicht genau im richtigen Moment abtasten kann, insbesondere wenn die Geschwindigkeit des Drehmagneten hoch ist. In diesem Fall kann das Sensorsystem die geringe Fehlausrichtung von Ba in dem Moment der Abtastung nachweisen und kann sogar eine Änderung bei φ während der Messung mit und ohne Bw nachweisen, wie in dem nachfolgenden, nicht einschränkenden Beispiel erklärt wird.It is also possible to use only one power grid. For example, in one embodiment, only power grids 102 used. If it happens frequently enough in operation (eg motor drives), that the field applied Ba pointing in a positive or negative y direction, the sensor system can iy to create a field Bw that is in a positive or negative x Direction shows. Therefore, Bw is perpendicular to Ba and the system can use the measured angles with and without Bw to estimate the amplitude of Ba. In practice, the field Ba may not show exactly in the y Direction, since the sensor system can not sense the magnetic field at exactly the right moment, especially when the speed of the rotary magnet is high. In this case, the sensor system can detect the small misalignment of Ba at the moment of sampling and can even detect a change in φ during the measurement with and without Bw, as explained in the following non-limiting example.

Bezug nehmend auf 6 sei angenommen, dass das Sensorsystem 100 mit einer konstanten Taktbasis arbeitet und den Winkel φ zu gleichmäßig beabstandeten Zeitpunkten abtastet, z. B. alle T = 80 µs. Das Sensorsystem 100 kann dann die Drehgeschwindigkeit schätzen durch: $$\omega =\frac{{\phi }_{N+1}-{\phi }_N}{T}$$

Referring to 6 Let's assume that the sensor system 100 operates on a constant clock basis and samples the angle φ at evenly spaced times, e.g. B. all T = 80 microseconds. The sensor system 100 can then estimate the rotation speed by: $$\omega =\frac{{\phi }_{N+1}-{\phi }_N}{T}$$

Wobei φ_N , φ_N+1 der N-te und (N+1)-te Abtastwert des Winkels über Zeit sind. Aufgrund des großen Trägheitsmoments ändert der Schaft seine Drehgeschwindigkeit nicht wesentlich während zwei aufeinander folgenden Abtastwerten. Daher kann das Winkelsystem 200 bei jedem Abtastwert schätzen, ob der nächste Abtastwert den 90-Grad-Punkt kreuzt. Wenn der Drehwinkel φ den Winkel +/- 90 Grad kreuzt, ist das angelegte Feld parallel oder antiparallel zu der y-Achse. Wenn dieses Ereignis erfasst wird, wird ein Strom Iy durch das Stromgitter 102 während der gesamten nachfolgenden 80-µs-Periode geleitet. Somit wird während dieser Periode der Winkel nicht nur aufgrund der Geschwindigkeit des Schaftes, sondern auch aufgrund des zusätzlichen Feldes Bw des Stromgitters verschoben.In which φ _N . φ _{N + 1} the Nth and (N + 1) th sample of the angle over time. Due to the large moment of inertia, the shaft does not substantially change its rotational speed during two consecutive samples. Therefore, the angle system 200 for each sample, estimate if the next sample crosses the 90 degree point. When the rotation angle φ crosses the angle +/- 90 degrees, the applied field is parallel or antiparallel to the y-axis. When this event is detected, a current Iy gets through the grid 102 during the entire subsequent 80 μs period. Thus, during this period, the angle is shifted not only due to the speed of the shaft, but also due to the additional field Bw of the power grid.

Wenn kein Strom in dem Gitter 102 fließt (Iy = 0), ist nur das angelegte Magnetfeld, das aus dem Magneten stammt, der an den Drehschaft bzw. die Drehwelle (rotating shaft) angebracht ist, vorhanden. 6 zeigt das relevante Ereignis, dass der N-te Abtastwert des Drehwinkels kleiner ist als 90 Grad (φ_N < 90), wohingegen der (N+1)-te Abtastwert größer wäre als 90 Grad (φ_N+1 = φ_N + ωT > 90). Somit wird nach dem N-ten Abtastwert ein Strom Iy durch das Stromgitter 102 geleitet und erzeugt ein Feld Bw, das nicht genau orthogonal zu dem angelegten Feld ist, aber genau orthogonal zu der y-Achse ist, wobei die y-Achse definiert ist durch die Richtung der Vormagnetisierung für GMR-Widerstände oder TMR-Bauelemente und die Richtung des Stromflusses im Fall von AMR-Widerständen. Daher misst das Sensorsystem 100 φ'_N+1 anstelle von φ_N+1 . Mit dem Schätzwert φ_N+1 = φ_N + ωT und ω = (φ_N - φ_N-1)/T kann das Sensorsystem 100 die Größe bzw. Stärke des angelegten Magnetfelds messen mit: $$Ba=\frac{Bw}{cos\left({\phi }_N+\omega T\right)}\left(\frac{\text{tan}\left({\phi }_N+\omega T\right)}{\text{tan}\left(\phi {\text{'}}_{N+1}-{\phi }_N-\omega T\right)}\left(1+\text{tan}\left({\phi }_N+\omega T\right)\text{tan}\mathrm{\phi }{\text{'}}_{N+1}\right)-1\right)$$

If no electricity in the grid 102 flows (Iy = 0), only the applied magnetic field originating from the magnet attached to the rotating shaft is present. 6 shows the relevant event that the Nth sample of the rotation angle is smaller than 90 degrees (φ _N <90), whereas the (N + 1) th sample is larger than 90 degrees (φ _{N + 1} = φ _N + ωT > 90). Thus, after the Nth sample, a current Iy through the current grid 102 and generates a field Bw that is not exactly orthogonal to the applied field, but is exactly orthogonal to the y-axis, where the y-axis is defined by the direction of bias for GMR resistors or TMR devices and direction the current flow in the case of AMR resistors. Therefore, the sensor system measures 100 φ ' _{N + 1} instead of φ _{N + 1} , With the estimate φ _{N + 1} = φ _N + ωT and ω = (φ _N - φ _N-1 ) / T, the sensor system 100 measure the magnitude of the applied magnetic field with: $$Ba=\frac{Bw}{cOs\left({\phi }_N+\omega T\right)}\left(\frac{\text{tan}\left({\phi }_N+\omega T\right)}{\text{tan}\left(\phi {\text{'}}_{N+1}-{\phi }_N-\omega T\right)}\left(1+\text{tan}\left({\phi }_N+\omega T\right)\text{tan}\mathrm{\phi }{\text{'}}_{N+1}\right)-1\right)$$

Das System kann bei Ausführungsbeispielen ferner verwendet werden, um den Einfluss von zusätzlichen (ungewollten) planaren Magnetfeldern Bd oder Störfeldern aufzuheben, solange die planare Größe des Feldes von dem Magneten Bm oder des Feldes von dem Magneten bekannt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel misst das System 100 den Drehwinkel dreimal: (i) ohne Ströme durch Gitter 102 und 104, (ii) nur mit Ix in dem Gitter 104 und (iii) nur mit Iy in dem Gitter 102. Das System 200 nimmt ein spezifisches Feld Ba an, das in der Richtung φ zeigt, wie aus der ersten Messung erhalten wird. Dann wird das By-Feld von Ix während der Phase (ii) addiert, und das System 100 vergleicht das vorhergesagte Ergebnis für φ mit dem gemessenen. Jeglicher Unterschied liegt an einem Störfeld Bd in der y-Richtung. Als Nächstes addiert System 200 das Bx-Feld von Iy währen der Phase (iii) und vergleicht das vorhergesagte Ergebnis für φ mit dem gemessenen, wobei jeglicher Unterschied an einem Störfeld Bd in der x-Richtung liegt.The system may also be used in embodiments to cancel the influence of additional (unwanted) planar magnetic fields Bd or interference fields as long as the planar size of the field from the magnet Bm or the field from the magnet is known. In one embodiment, the system measures 100 the rotation angle three times: (i) without currents through grids 102 and 104 , (ii) only with ix in the grid 104 and (iii) only with Iy in the grid 102 , The system 200 adopts a specific field Ba that is in the direction φ shows how to get from the first measurement. Then the By field of ix during phase (ii) and the system adds 100 compares the predicted result for φ with the measured. Any difference is due to an interference field Bd in the y -Direction. Next system adds 200 the Bx field of iy during phase (iii) and compares the predicted outcome for φ with the measured, with any difference on an interference field bd in the x Direction lies.

Bezug nehmend auf 7 und 8 liefern Ausführungsbeispiele ferner AMR-Messungen von 0 Grad bis 360 Grad. Wenn der AMR-Sensor entworfen ist, um Winkel von 0 Grad bis 180 Grad eindeutig ohne Verwendung der Stromgitter abzudecken, anders ausgedrückt, wenn der AMR-Sensor herkömmlich ist, kann der Sensor stattdessen 0 Grad bis ungefähr 360 Grad abdecken, ohne die Methode zu verwenden, die in 8 gezeigt ist.Referring to 7 and 8th Embodiments also provide AMR measurements from 0 degrees to 360 degrees. If the AMR sensor is designed to uniquely cover angles from 0 degrees to 180 degrees without using the power grid, in other words, if the AMR sensor is conventional, the sensor can instead cover 0 degrees to about 360 degrees without the method use that in 8th is shown.

Bei 802 wird Winkel φ gemessen mit Ix = Iy = 0. Bei 804 werden Ix und Iy an die Gitter 102 und 104 derart angelegt, dass Bw orthogonal zu Ba ist und Bw in die positive y-Richtung zeigt und messen den Winkel φ'. Bei 806 werden die Winkel verglichen. Wenn φ' > φ, ist der Winkel gleich φ. Wenn φ' < φ, ist der Winkel gleich φ + 180 Grad.at 802 Angle φ is measured with Ix = Iy = 0. At 804 become ix and iy to the grid 102 and 104 such that Bw is orthogonal to Ba and Bw points in the positive y-direction and measure the angle φ ' , at 806 the angles are compared. If φ '> φ, the angle is the same φ , If φ '<φ, the angle is equal to φ + 180 degrees.

Ausführungsbeispiele können auch die Hysterese bei XMR-Winkelsensoren reduzieren oder beseitigen. Stromgitter 102 und 104 können verwendet werden, um ein orthogonales magnetisches Zittern auf das angelegte Magnetfeld zu überlagern. Wenn das Zittern stärker ist als die Hysterese, kann es die Hysterese aufheben. Das Prinzip ist, dass das überlagerte, magnetische Zittern die magnetische Geschichte des XMR-Winkelsensors so löscht, dass die Winkelablesung identisch ist für ansteigende oder abfallende Winkel. Bei Ausführungsbeispielen gibt es zwei Betriebsmodi, die im Wesentlichen dasselbe Ergebnis liefern: sequentiell und simultan.Embodiments may also reduce or eliminate hysteresis in XMR angle sensors. power grid 102 and 104 can be used to superimpose orthogonal magnetic trembling on the applied magnetic field. If the jitter is stronger than the hysteresis, it can cancel the hysteresis. The principle is that the superimposed magnetic jitter clears the magnetic history of the XMR angle sensor so that the angle reading is identical for rising or falling angles. at In embodiments, there are two modes of operation that provide substantially the same result: sequentially and simultaneously.

Bei einem Ausführungsbeispiel mit sequentiellem Modus kann das Zittern vor der Winkelmessung angelegt werden. Da das Sensorsystem die Richtung des angelegten Feldes kennen muss, muss es vorangehende Messungen des Winkels φ verwenden. Daher benötigt das System einen ersten Schätzwert von φ nach dem Einschalten, der auf übliche Weise ohne Zittern erhalten wird. Mit diesem Schätzwert kann das System ein Verhältnis der Ströme Iy/Ix berechnen, um ein Feld Bw zu erzeugen, das orthogonal zu Ba ist.In a sequential mode embodiment, the jitter may be applied before the angle measurement. Since the sensor system must know the direction of the applied field, it must use previous measurements of the angle φ. Therefore, the system needs a first estimate of φ after power-on, which is obtained in the usual way without jitter. With this estimate, the system can calculate a ratio of the currents Iy / Ix to produce a field Bw that is orthogonal to Ba.

Dann kann Bezug nehmend auf 9 ein Entmagnetisierungsmuster angelegt werden, wie gezeigt ist. Die exakte Zeitgebung des Musters ist irrelevant, obwohl es bei einem Ausführungsbeispiel so schnell wie möglich ist, da während des Pulses der Drehwinkel nicht gemessen werden kann. Andererseits kann es nachteilhaft sein, extrem hohe Frequenzen zu haben, da hohe Frequenzen eine Emission von elektromagnetischer Strahlung aus der Sensorschaltung verursachen können, was häufig nicht gewollt ist. Ferner sollte das Muster langsam genug sein, so dass die XMRs folgen; die weich magnetischen Bereiche in den XMRs haben eine gewisse Trägheit und können üblicherweise sehr schnellen Änderungen bei dem angelegten Magnetfeld nicht folgen. Typische XMR-Sensoren haben jedoch bis zu einigen MHz keine Schwierigkeiten, so dass das gesamte Muster nur wenige Mikrosekunden dauern kann. Da die elektrische Schaltung des Systems 200 diesem Signal nicht folgen muss, kann das magnetische Zittern bei hohen Frequenzen von mehr als dem Basisband der elektronischen Schaltung angelegt werden.Then, referring to 9 a demagnetizing pattern is applied, as shown. The exact timing of the pattern is irrelevant, although in one embodiment it is as fast as possible because the angle of rotation can not be measured during the pulse. On the other hand, it can be disadvantageous to have extremely high frequencies, since high frequencies can cause emission of electromagnetic radiation from the sensor circuit, which is often unwanted. Furthermore, the pattern should be slow enough so that the XMRs follow; the soft magnetic regions in the XMRs have some inertia and usually can not follow very fast changes in the applied magnetic field. However, typical XMR sensors have no difficulty up to a few MHz, so the entire pattern can last only a few microseconds. As the electrical circuit of the system 200 does not need to follow this signal, the magnetic jitter at high frequencies of more than the baseband of the electronic circuit can be applied.

Es kann bei einem Ausführungsbeispiel vorteilhaft sein, das Verhältnis zu verwenden $$\frac{Iy}{Ix}=\frac{Cx}{Cy}\text{tan}\left(\phi +/-90°\right)$$

wo φ der Winkel von Ba ist, Bw senkrecht zu Ba ist und die Winkelabweichung des Gesamtmagnetfelds (Ba + Bw) maximiert ist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist es wichtig, dass diese Winkelabweichung größer ist als die Hysterese des Sensors, ohne Stromgitter 102 und 104, um die Hysterese herunterzuglätten. Es besteht jedoch kein Bedarf, eine extrem hohe Genauigkeit bei der Orthogonalität von Bw und Ba zu erreichen. Wenn es die Komplexität der Sensorschaltung reduziert und die Größen von Ix und Iy keine Herausforderung sind (d. h. keine Leistungseinschränkung), kann die Berechnung von Iy/Ix weg gelassen werden, wobei ein Dreh-Magnet-Zittern angelegt wird anstelle des oben erwähnten orthogonalen magnetischen Zitterns. Das Dreh-Zittern kann erzeugt werden durch Anlegen von Ix und Iy jeweils als Sinuswellen mit schwindender Amplitude und einer 90-Grad-Phasenverschiebung zwischen Ix und Iy, wie in 10 gezeigt ist.It may be advantageous in one embodiment to use the ratio $$\frac{Iy}{Ix}=\frac{Cx}{Cy}\text{tan}\left(\phi +/-90°\right)$$

where φ is the angle of Ba, Bw is perpendicular to Ba and the angular deviation of the total magnetic field (Ba + Bw) is maximized. In one embodiment, it is important that this angular deviation is greater than the hysteresis of the sensor, without power grid 102 and 104 to lower the hysteresis. However, there is no need to achieve extremely high accuracy in the orthogonality of Bw and Ba. If it reduces the complexity of the sensor circuitry and the magnitudes of Ix and Iy are not challenging (ie, no power constraint), the calculation of Iy / Ix are left off, wherein a rotary-magnetic-jitter is applied instead of the above-mentioned orthogonal magnetic jitter. The spin-shake can be generated by applying ix and iy each as sine waves with decreasing amplitude and a 90 degree phase shift between ix and iy , as in 10 is shown.

Bei einem Simultanmodusausführungsbeispiel ist das magnetische Zittern orthogonal und während der Messung des Winkels φ angelegt. Jede Messung von φ kann wiederholt werden: (1) während der ersten Messung ist ein Feld Bw orthogonal zu Ba angelegt und ein erster Winkel wird gemessen; und (2) während der zweiten Messung ist ein Feld (-1) * Bw angelegt und ein zweiter Winkel wird gemessen. Wenn sich das Magnetfeld im Uhrzeigersinn dreht, kann der abschließende Winkel als das Mittel des ersten und des zweiten gemessenen Winkels berechnet werden.In a simultaneous mode embodiment, the magnetic jitter is orthogonal and during the measurement of the angle φ created. Every measurement of φ can be repeated: (1) during the first measurement, a field Bw is applied orthogonal to Ba and a first angle is measured; and (2) during the second measurement, one field (-1) * Bw is applied and a second angle is measured. As the magnetic field rotates clockwise, the final angle may be calculated as the average of the first and second measured angles.

Bezug nehmend auf 11 ist es zum Zweck des magnetischen Zitterns nicht notwendig, bei Ausführungsbeispielen dasselbe Bw-Feld an alle XMR-Widerstände anzulegen. Stattdessen kann Bw an ein XMR-Bauelement angelegt werden und (-1) * Bw an ein anderes XMR-Bauelement bei einem Ausführungsbeispiel, was die Konstruktion des Stromgitters einfacher machen kann.Referring to 11 For purposes of magnetic tremble, it is not necessary to apply the same Bw field to all XMR resistors in embodiments. Instead, Bw may be applied to one XMR device and (-1) * Bw to another XMR device in one embodiment, which may simplify the design of the power grid.

Es sei z. B. bei einem Ausführungsbeispiel angenommen, dass zwei AMR-Halbbrücken vorhanden sind, wobei die linke zwei AMR-Widerstände aufweist und jeder Widerstand zwei Streifen und Barberpole bei +/- 45 Grad zu der x-Achse aufweist. Der erste Widerstand mit Barberpolen bei +45 Grad zu der x-Achse ist zwischen eine Versorgungsspannung (Vs) und einen ersten Ausgang (Out1) geschaltet und der zweite Widerstand mit Barberpolen bei -45 Grad zu der x-Achse ist zwischen Out1 und ein Massepotential geschaltet. Die rechte Halbbrücke weist einen dritten AMR-Widerstand mit zwei Streifen in Reihe auf, jeder mit Barberpolen orthogonal zu der x-Achse, geschaltet zwischen Vs und einen zweiten Ausgang (Out2), und einen vierten AMR-Widerstand mit zwei Streifen in Reihe, jeden mit Barberpolen parallel zu der x-Achse, geschaltet zwischen Out2 und das Massepotential. Das Signal von jeder Halbbrücke wird erhalten durch Anlegen von 1 V bei Vs und Subtrahieren von 0,5 V von Out1 bzw. Out2. Die linke Halbbrücke liefert ein erstes Ausgangssignal von 0,5 * AMR / (2 + AMR) * sin(2 * φ) und die rechte Halbbrücke liefert ein zweites Ausgangssignal von 0,5 * AMR /(2 + AMR) * cos(2 * φ). Hier ist φ der Winkel zwischen dem angelegten Feld Ba und der x-Achse, wenn kein Strom durch das Stromgitter fließt.It is z. For example, in one embodiment, it is assumed that there are two AMR half-bridges, the left one having two AMR resistors, and each resistor having two strips and barber poles at +/- 45 degrees to that x- Has axis. The first resistance with Barberpolen at +45 degrees to the x Axis is between a supply voltage ( vs ) and a first output ( out1 ) and the second resistor with Barber poles at -45 degrees to the x -Axis is between out1 and a ground potential switched. The right half bridge has a third AMR resistor with two strips in series, each with barber poles orthogonal to the x- Axis, switched between vs and a second output ( Out2 ), and a fourth AMR resistor with two strips in series, each with barber poles parallel to the x -Axis, switched between Out2 and the ground potential. The signal from each half-bridge is obtained by applying 1V at vs and subtracting 0.5 V from out1 or. Out2 , The left half-bridge provides a first output of 0.5 * AMR / (2 + AMR) * sin (2 * φ) and the right half-bridge provides a second output of 0.5 * AMR / (2 + AMR) * cos (2 * φ). Here, φ is the angle between the applied field Ba and the x -Axis when no current flows through the grid.

Bezug nehmend auf 11 ist ein System 1100, das die oben erwähnte Struktur aufweist, gezeigt, bei dem ein Stromgitter 1102 in der Form einer Spirale unter AMR-Widerständen 1106 und 1107 angeordnet ist. AMR-Widerstände 1106 und 1107 weisen auch Mehrebenen-Halbbrücken-Strukturen auf. Der Strom verursacht ein Magnetfeld (-1) * Bw an der linken Halbbrücke 1106 und ein Magnetfeld Bw an der rechten Halbbrücke 1107. Somit zeigen die Magnetfelder an den Halbbrücken 1106 und 1107 in unterschiedliche Richtungen. Das System 1100 sammelt dann alle Signale für beide Stromrichtungen und kombiniert sie.Referring to 11 is a system 1100 having the above-mentioned structure, in which a power grid 1102 in the form of a spiral among AMR resistors 1106 and 1107 is arranged. AMR resistors 1106 and 1107 also have multi-level half-bridge structures. The current causes a magnetic field (-1) * Bw at the left half-bridge 1106 and a magnetic field Bw at the right half bridge 1107 , Thus, the magnetic fields at the half bridges 1106 and 1107 in different directions. The system 1100 then collects all signals for both current directions and combines them.

12 zeigt eine Methode, die dem System 1100 zugeordnet ist. Bei 1202 werden Out1 und Out2 gemessen und φ wird berechnet ohne Strom (Vs = 0), der an den Leiter 1102 angelegt ist. Bei 1204 wird ein positiver Strom (+Vs) an den Leiter 1102 angelegt und Out1' und Out2' werden gemessen. Bei 1206 wird ein negativer Strom (-Vs) an den Leiter 1102 angelegt und Out1" und Out2" werden gemessen. Bei 1208 wird φ' unter Verwendung von Out1' und Out2" berechnet. Bei 1210 wird φ" unter Verwendung von Out1" und Out2' berechnet. Bei 1212 können φ' und φ" verwendet werden, um die Größe von Ba und/oder den Halbraum (0 - 180 Grad über 180 - 360 Grad) von Ba zu bestimmen, wie oben erörtert wurde. 12 shows a method that suits the system 1100 assigned. at 1202 become out1 and Out2 measured and φ is calculated without current (Vs = 0) to the conductor 1102 is created. at 1204 a positive current (+ vs ) to the conductor 1102 created and Out1 ' and Out2 ' are measured. at 1206 is a negative current (- vs ) to the conductor 1102 created and Out1 " and Out2 "are measured 1208 becomes φ ' under the use of Out1 ' and Out2 " calculated. at 1210 becomes φ " under the use of Out1 " and Out2 ' calculated. at 1212 can φ ' and φ " can be used to determine the size of Ba and / or the halfspace (0-180 degrees over 180-360 degrees) of Ba, as discussed above.

Somit ist es nicht notwendig, dasselbe Bw-Feld an alle XMR-Widerstände des Sensorsystems anzulegen. Stattdessen können unterschiedliche Bw-Felder an individuelle XMR-Streifen bei Ausführungsbeispielen zu einem Zeitpunkt angelegt werden, wenn das Sensorsystem verschiedene Ströme nacheinander an das Stromleitergitter anlegt. Wenn das Sensorsystem all diese Informationen sammelt, kann das System die gewünschten Werte bestimmen, wie z. B. die Größe von Ba und/oder die Halbraumausrichtung von Ba.Thus, it is not necessary to apply the same Bw field to all XMR resistors of the sensor system. Instead, different Bw fields may be applied to individual XMR strips in embodiments at a time when the sensor system applies different currents to the conductor grid one after the other. When the sensor system collects all this information, the system can determine the desired values, such as: B. the size of Ba and / or the Halbraumausrichtung of Ba.

Für eine Hystereseaufhebung mit magnetischem Zittern, wie oben erörtert wurde, ist es ebenfalls möglich, unterschiedliche Magnetfelder an jedem XMR-Streifen anzulegen, da das Vorzeichen des Bw-Feldes bei jedem XMR-Streifen irrelevant ist. Daher können die Serpentinenstromleiter 1302, wie in 13A gezeigt ist, bei Ausführungsbeispielen auch verwendet werden. XMR-Streifen 1306 sind ebenfalls gezeigt. Wie gezeigt ist, wechselt das Vorzeichen von Bw des Stromgitters 1302 bei benachbarten XMR-Streifen 1306.For a magnetic tremble hysteresis cancellation, as discussed above, it is also possible to apply different magnetic fields to each XMR strip since the sign of the Bw field is irrelevant for each XMR strip. Therefore, the serpentine current conductors 1302 , as in 13A is shown in embodiments also used. XMR strip 1306 are also shown. As shown, the sign of Bw of the power grid changes 1302 on adjacent XMR strips 1306 ,

Das Ausführungsbeispiel von 13B jedoch funktioniert nicht so gut, da zwischen zwei benachbarten Zweigen des Stromleiters 1302 das Feld Bw bei beliebigen Strömen null ist. Der Grund dafür ist, dass sich das Feld benachbarter Leiter aufhebt. Daher erfahren XMR-Widerstände 1306 keine Feldabweichung an den angezeigten Punkten und an diesen Positionen kann das Stromgitter 1302 im Allgemeinen Hysteresewirkungen des XMR nicht beseitigen.The embodiment of 13B however, it does not work so well because there are two adjacent branches of the conductor 1302 the field Bw at any currents is zero. The reason for this is that the field of adjacent conductors picks up. Therefore experience XMR resistors 1306 no field deviation at the displayed points and at these positions can be the power grid 1302 generally do not eliminate hysteresis effects of the XMR.

Somit kann eine Serpentine einmal, aber nicht für beide, orthogonale Richtungen verwendet werden, um ein orthogonales magnetisches Zittern zu erzeugen. Nichtsdestotrotz ist es möglich, zwei Stromgitter zu verwenden, wo das erste die Serpentine ist, wie bei 13A, und das andere eine Spirale ist, wie bei 11 z. B. Wenn gedämpfte Sinusströme, die in Quadratur sind (d. h. 90 Grad Phasenverschiebung) bei einem Ausführungsbeispiel angelegt werden, werden Drehmagnetfelder mit schwindender Amplitude erzeugt, was die magnetische Geschichte von jedem XMR-Streifen entlang seiner gesamten Länge beseitigt.Thus, a serpentine can be used once, but not for both, orthogonal directions to produce orthogonal magnetic tremble. Nevertheless, it is possible to use two grids where the first is the serpentine, as in 13A , and the other is a spiral, as in 11 z , B. When damped sine currents that are in quadrature (ie, 90 degrees phase shift) are applied in one embodiment, rotating magnetic fields of decreasing amplitude are generated, eliminating the magnetic history of each XMR strip along its entire length.

Claims (24)

Magnetoresistiver Winkelsensor, der folgende Merkmale aufweist: eine erste Mehrzahl von Leitern (102a - 102n, 202b), die parallel zueinander in einer ersten Ebene angeordnet sind, um ein erstes Array zu bilden; eine zweite Mehrzahl von Leitern (104a - 104n, 202a), die parallel zueinander in einer zweiten Ebene angeordnet sind, um ein zweites Array zu bilden, wobei die zweite Ebene unterschiedlich zu und beabstandet von der ersten Ebene ist und die zweite Mehrzahl von Leitern (104a - 104n, 202a) orthogonal im Hinblick auf die erste Mehrzahl von Leitern (102a - 102n, 202b) angeordnet ist; zumindest ein magnetoresistives Element (206) zum Messen eines Winkels eines angelegten Magnetfelds, wobei das magnetoresistives Element (206) in der Nähe der ersten Ebene und der zweiten Ebene angeordnet ist; und eine Sensorschaltungsanordnung (200), die konfiguriert ist, um einen ersten Winkel des angelegten Magnetfeldes zu messen, ohne Strom in der ersten und zweiten Mehrzahl aus Leitern (102a- 102n, 104a - 104n, 202b, 202a), und einen zweiten Winkel zu messen, mit einem Strom, der an die erste und zweite Mehrzahl aus Leitern (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) angelegt ist.Magnetoresistive angle sensor, comprising: a first plurality of conductors (102a-102n, 202b) disposed parallel to one another in a first plane to form a first array; a second plurality of conductors (104a-104n, 202a) disposed parallel to each other in a second plane to form a second array, the second plane being different from and spaced from the first plane and the second plurality of conductors (104). 104a-104n, 202a) being orthogonal with respect to the first plurality of conductors (102a-102n, 202b); at least one magnetoresistive element (206) for measuring an angle of an applied magnetic field, the magnetoresistive element (206) being disposed proximate the first plane and the second plane; and sensor circuitry (200) configured to measure a first angle of the applied magnetic field without measuring current in the first and second plurality of conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a) and a second angle with a current applied to the first and second plurality of conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a). Sensor gemäß Anspruch 1, bei dem das zumindest eine magnetoresistive Element (206) aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem anisotropen magnetoresistiven (AMR-) Element, einem magnetoresistiven Tunnelungselement (TMR) oder einem Giant-Magnetoresistiven-Element (GMR). Sensor according to Claim 1 in which the at least one magnetoresistive element (206) is selected from the group consisting of an anisotropic magnetoresistive (AMR) element, a magnetoresistive tunneling element (TMR) or a giant magnetoresistive element (GMR). Sensor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste und zweite Mehrzahl aus Leitern (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) Drähte aufweist.Sensor according to Claim 1 or 2 wherein the first and second plurality of conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a) comprise wires. Sensor gemäß Anspruch 3, bei dem die Drähte entweder Aluminium oder Kupfer aufweisen.Sensor according to Claim 3 where the wires are either aluminum or copper. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die erste Mehrzahl der Leiter (102a - 102n, 202b) seriell miteinander verbunden ist und die zweite Mehrzahl aus Leitern (104a - 104n, 202a) seriell miteinander verbunden ist.Sensor according to one of Claims 1 to 4 wherein the first plurality of conductors (102a-102n, 202b) are connected in series with each other and the second plurality of conductors (104a-104n, 202a) are serially connected together. Sensor gemäß Anspruch 5, bei dem die erste Mehrzahl aus Leitern (202b) eine dritte Mehrzahl aus Leitern (202d) aufweist, die seriell mit der ersten Mehrzahl aus Leitern (202b) verbunden ist und in einer dritten Ebene unterschiedlich zu der ersten und zweiten Ebene angeordnet ist, und die zweite Mehrzahl aus Leitern (202a) eine vierte Mehrzahl aus Leitern (202c) aufweist, die seriell mit der zweiten Mehrzahl aus Leitern (202a) verbunden und in einer vierten Ebene unterschiedlich zu der ersten, zweiten und dritten Ebene angeordnet ist.Sensor according to Claim 5 wherein the first plurality of conductors (202b) comprises a third plurality of conductors (202d) serially connected to the first plurality of conductors (202b) and arranged in a third plane different from the first and second planes, and the second plurality of conductors (202a) comprises a fourth plurality of conductors (202c) serially connected to the second plurality of conductors (202a) and arranged in a fourth plane different from the first, second and third planes. Sensor gemäß Anspruch 6, bei dem die erste und dritte Mehrzahl aus Leitern (202b, 202d) und die zweite und vierte Mehrzahl aus Leitern (202a, 202c) jeweils seriell durch Durchgangslöcher verbunden sind.Sensor according to Claim 6 wherein the first and third plurality of conductors (202b, 202d) and the second and fourth plurality of conductors (202a, 202c) are connected in series through through holes, respectively. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die erste und zweite Ebene parallel sind.Sensor according to one of Claims 1 to 7 in which the first and second planes are parallel. Sensor gemäß Anspruch 8, bei dem das zumindest eine magnetoresistive Element (206) parallel zu der ersten und zweiten Ebene angeordnet ist.Sensor according to Claim 8 in which the at least one magnetoresistive element (206) is arranged parallel to the first and second planes. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die erste und zweite Mehrzahl aus Leitern (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) einen Umfang definieren und bei dem das zumindest eine magnetoresistive Element (206) innerhalb des Umfangs angeordnet ist.Sensor according to one of Claims 1 to 9 wherein the first and second plurality of conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a) define a perimeter and wherein the at least one magnetoresistive element (206) is disposed within the perimeter. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Sensorschaltungsanordnung (200) konfiguriert ist, um eine Größe des angelegten Magnetfeldes aus dem ersten und zweiten Winkel zu bestimmen.Sensor according to one of Claims 1 to 10 wherein the sensor circuitry (200) is configured to determine a magnitude of the applied magnetic field from the first and second angles. Sensor gemäß Anspruch 11, bei dem die Sensorschaltungsanordnung (200) konfiguriert ist, um einen dritten Winkel des angelegten Magnetfeldes mit einem zweiten Strom eines entgegengesetzten Vorzeichens im Hinblick auf den ersten Strom zu messen, der an die erste und zweite Mehrzahl von Leitern (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) angelegt ist, und um die Größe des angelegten Magnetfeldes aus dem ersten, zweiten und dritten Winkel zu bestimmen.Sensor according to Claim 11 in which the sensor circuitry (200) is configured to measure a third angle of the applied magnetic field with a second current of opposite sign with respect to the first current that is applied to the first and second plurality of conductors (102a-102n, 104a-104c). 104n, 202b, 202a) and to determine the magnitude of the applied magnetic field from the first, second and third angles. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Sensorschaltungsanordnung (200) konfiguriert ist, um aus dem ersten und zweiten Winkel zu bestimmen, ob ein Winkel des angelegten Magnetfelds im Bereich von 0 - 180 Grad oder 180 - 360 Grad ist.Sensor according to one of Claims 1 to 12 wherein the sensor circuitry (200) is configured to determine from the first and second angles whether an angle of the applied magnetic field is in the range of 0-180 degrees or 180-360 degrees. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die Sensorschaltungsanordnung (200) konfiguriert ist, um sich ändernde Ströme an zumindest entweder die erste oder zweite Mehrzahl von Leitern (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) anzulegen, um die Hysterese in dem Sensor zu reduzieren.Sensor according to one of Claims 1 to 13 in that the sensor circuitry (200) is configured to apply changing currents to at least one of the first and second plurality of conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a) to reduce hysteresis in the sensor. Sensor gemäß Anspruch 14, bei dem die Ströme angelegt werden, um ein Entmagnetisierungsmuster zu bewirken.Sensor according to Claim 14 in which the currents are applied to effect a demagnetization pattern. Verfahren, das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer ersten Ebene aus parallelen Leitern (102a - 102n, 202b) beabstandet von und orthogonal angeordnet relativ zu einer zweiten Ebene aus parallelen Leitern (104a - 104n, 202a); Bereitstellen von zumindest einem magnetoresistiven Element (206) zwischen der ersten und der zweiten Ebene; Messen, durch das magnetoresistive Element (206), eines ersten Winkels eines angelegten Magnetfeldes ohne Strom, der an die erste und zweite Ebene aus parallelen Leitern angelegt ist; und Messen, durch das magnetoresistive Element (206), eines zweiten Winkels eines angelegten Magnetfeldes mit einem ersten Strom, der an die erste und die zweite Ebene aus parallelen Leitern (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) angelegt ist.A method comprising the steps of: providing a first plane of parallel conductors (102a-102n, 202b) spaced from and orthogonally disposed relative to a second plane of parallel conductors (104a-104n, 202a); Providing at least one magnetoresistive element (206) between the first and second planes; Measuring, by the magnetoresistive element (206), a first angle of an applied magnetic field without current applied to the first and second planes of parallel conductors; and measuring, by the magnetoresistive element (206), a second angle of applied magnetic field with a first current applied to the first and second planes of parallel conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a). Verfahren gemäß Anspruch 16, das ferner das Bestimmen einer Größe des angelegten Magnetfeldes aus dem ersten und zweiten Winkel aufweist.Method according to Claim 16 further comprising determining a magnitude of the applied magnetic field from the first and second angles. Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, das ferner folgende Schritte aufweist: Messen eines dritten Winkels des angelegten Magnetfeldes mit einem zweiten Strom eines entgegengesetzten Vorzeichen im Hinblick auf den ersten Strom, der an die erste und zweite Ebene der Leiter (102a- 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) angelegt ist; und Bestimmen einer Größe eines angelegten Magnetfeldes aus dem ersten, zweiten und dritten Winkel.Method according to Claim 16 or 17 further comprising the steps of: measuring a third angle of the applied magnetic field with a second current of opposite sign with respect to the first current applied to the first and second planes of the conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a) is created; and determining a magnitude of an applied magnetic field from the first, second and third angles. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, das ferner aus dem ersten und zweiten Winkel bestimmt, ob ein Winkel des angelegten Magnetfelds im Bereich von 0 - 180 Grad oder 180 - 360 Grad ist.Method according to one of Claims 16 to 18 further determining from the first and second angles whether an angle of the applied magnetic field is in the range of 0-180 degrees or 180-360 degrees. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 21, das ferner das Anlegen von sich ändernden Strömen an zumindest entweder die erste oder zweite Ebene aus Leitern (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) aufweist, um Hysterese zu reduzieren.Method according to one of Claims 16 to 21 further comprising applying changing currents to at least one of the first and second planes of conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a) to reduce hysteresis. Verfahren, das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines ersten Leiters (102a - 102n, 202b), der eine Mehrzahl von seriell verbundenen Leiterabschnitten aufweist, die im Wesentlichen parallel angeordnet sind; Bereitstellen eines zweiten Leiters (104a - 104n, 202a), der eine Mehrzahl von seriell verbundenen Leiterabschnitten aufweist, die im Wesentlichen parallel angeordnet sind; Bereitstellen von zumindest einem magnetoresistiven (206) Element; Anordnen des ersten und zweiten Leiters (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) im Wesentlichen parallel zu und beabstandet voneinander, wobei die Leiterabschnitte des ersten Leiters (102a - 102n, 202b) im Wesentlichen senkrecht im Hinblick auf die Leiterabschnitte des zweiten Leiters (104a - 104n, 202a) sind; Anordnen des zumindest einen magnetoresistiven (206) Elements im Wesentlichen parallel zu und zwischen dem ersten und zweiten Leiter (102a- 102n, 104a - 104n, 202b, 202a); Anlegen eines ersten Magnetfeldes; Messen, durch das magnetoresistive Element (206), eines ersten Winkels des ersten Magnetfeldes, ohne das ein Strom in dem ersten und dem zweiten Leiter (102a- 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) fließt; Induzieren eines zweiten Magnetfeldes durch Verursachen, dass ein Strom in zumindest entweder dem ersten oder dem zweiten Leiter (102a - 102n, 104a - 104n, 202b, 202a) fließt; und Messen, durch das magnetoresistive Element (206), eines zweiten Winkels eines Magnetfeldes, das aus dem ersten Magnetfeld und dem zweiten Magnetfeld resultiert.Method comprising the following steps: Providing a first conductor (102a-102n, 202b) having a plurality of serially connected conductor portions arranged substantially in parallel; Providing a second conductor (104a-104n, 202a) having a plurality of serially connected conductor portions arranged substantially in parallel; Providing at least one magnetoresistive element (206); Arranging the first and second conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a) substantially parallel to and spaced from each other, wherein the conductor portions of the first conductor (102a-102n, 202b) are substantially perpendicular with respect to the conductor portions of the second Conductor (104a-104n, 202a); Arranging the at least one magnetoresistive element (206) substantially parallel to and between the first and second conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a); Applying a first magnetic field; Measuring, by the magnetoresistive element (206), a first angle of the first magnetic field without a current in the first and second conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a) flows; Inducing a second magnetic field by causing current to flow in at least one of the first and second conductors (102a-102n, 104a-104n, 202b, 202a); and Measuring, by the magnetoresistive element (206), a second angle of a magnetic field resulting from the first magnetic field and the second magnetic field. Verfahren gemäß Anspruch 21, das ferner das Koppeln der Sensorschaltungsanordnung (200) mit dem zumindest einen magnetoresistiven Element (206) aufweist, wobei das Messen des ersten Winkels und das Messen des zweiten Winkels durch die Sensorschaltungsanordnung (200) ausgeführt werden.Method according to Claim 21 further comprising coupling the sensor circuitry (200) to the at least one magnetoresistive element (206), wherein measuring the first angle and measuring the second angle are performed by the sensor circuitry (200). Verfahren gemäß Anspruch 21 oder 22, das ferner das Bestimmen einer Größe des ersten Magnetfeldes aus dem ersten und zweiten Winkel aufweist.Method according to Claim 21 or 22 further comprising determining a magnitude of the first magnetic field from the first and second angles. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 23, das ferner das Bestimmen eines Halbraums des ersten Winkels aus dem ersten und zweiten Winkel aufweist.Method according to one of Claims 21 to 23 further comprising determining a half-space of the first angle from the first and second angles.

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